5. C++ main() 함수 구조

1. 개요

1.1 문서 개요

이 문서는 C++의 main() 함수 구조에 관해 기록하는 문서입니다. 또한 해당 함수가 프로그램 실행 흐름에서 갖는 의미와 역할에 대해서도 설명합니다. main() 함수는 C++ 프로그램의 진입점(entry point)으로, 모든 C++ 실행 프로그램은 반드시 하나의 main() 함수를 포함해야 하며, 운영체제는 프로그램을 실행할 때 이 함수를 가장 먼저 호출합니다.

2. 내용

2.1 main() 함수의 기본 구조

2.1.1 함수 시그니처

main() 함수는 반환형과 매개변수 유무에 따라 여러 형태로 정의될 수 있습니다. 가장 일반적인 두 가지 형식은 다음과 같습니다:

int main() {
    // 실행 코드
    return 0;
}

int main(int argc, char* argv[]) {
    // 실행 코드
    return 0;
}

int: 함수의 반환형이며, 운영체제에 종료 상태를 알리는 정수 값을 반환합니다.
argc: 전달된 명령행 인자의 개수 (argument count)
argv: 전달된 명령행 인자를 저장한 문자열 배열 (argument vector)

2.1.2 반환값의 의미

main() 함수는 정수 값을 반환해야 하며, 일반적으로 0은 정상 종료를 의미하고, 0 이외의 값은 오류 상태를 나타냅니다. 운영체제나 호출 스크립트에서 이 값을 사용하여 실행 결과를 판별할 수 있습니다.

return 0;    // 정상 종료
return 1;    // 일반적인 오류
return -1;   // 시스템 오류

2.2 main() 함수의 실행 흐름

2.2.1 프로그램 시작과 종료

운영체제는 프로그램 실행 시 main() 함수를 호출합니다.
main() 함수 내부의 코드가 순차적으로 실행됩니다.
return 문을 만나거나 함수 블록이 종료되면 프로그램이 종료됩니다.
return 문으로 반환된 값은 운영체제에 전달됩니다.

2.2.2 예외 처리와 종료

C++에서는 main() 함수 내에서 예외가 발생하면 이를 try-catch 블록으로 처리할 수 있습니다. 처리하지 않은 예외가 발생할 경우, 프로그램은 비정상적으로 종료됩니다.

int main() {
    try {
        // 실행 코드
    } catch (const std::exception& e) {
        std::cerr << "예외 발생: " << e.what() << std::endl;
        return 1;
    }
}

2.3 명령행 인자 처리

2.3.1 argc와 argv 활용

main(int argc, char* argv[]) 형태를 사용할 경우, 프로그램은 명령행 인자를 처리할 수 있습니다. 예를 들어, 사용자가 프로그램 실행 시 옵션이나 파일명을 전달할 수 있습니다.

int main(int argc, char* argv[]) {
    std::cout << "인자 개수: " << argc << std::endl;
    for (int i = 0; i < argc; ++i) {
        std::cout << "인자 " << i << ": " << argv[i] << std::endl;
    }
    return 0;
}

2.3.2 실용적 예제

다음은 파일 이름을 인자로 받아 출력하는 간단한 예제입니다:

int main(int argc, char* argv[]) {
    if (argc < 2) {
        std::cerr << "사용법: " << argv[0] << " <파일이름>" << std::endl;
        return 1;
    }

    std::cout << "입력받은 파일 이름: " << argv[1] << std::endl;
    return 0;
}

2.4 main() 함수와 표준 규약

2.4.1 ISO C++ 표준에서의 정의

ISO C++ 표준에 따르면 main() 함수는 반드시 int형을 반환해야 하며, 반환값이 정의되지 않거나 void main()과 같이 정의할 경우, 이는 표준에 위배됩니다. 일부 컴파일러에서는 void main()을 허용하지만, 이식성과 호환성 면에서 바람직하지 않습니다.

2.4.2 C++17 이상에서의 반환 생략

C++17부터는 main() 함수에서 return 0;을 생략하더라도 컴파일러가 자동으로 0을 반환합니다. 하지만 명시적으로 작성하는 것이 더 명확한 코드 스타일로 간주됩니다.

int main() {
    std::cout << "Hello, World!" << std::endl;
    // return 0; 생략 가능 (C++17 이상)
}

3. 마무리

C++에서 main() 함수는 프로그램의 시작점으로, 함수의 정의 방식, 반환값, 명령행 인자 처리 방식 등이 프로그램의 전체 실행 구조에 영향을 미칩니다. ISO C++ 표준에 따라 int main()을 사용하는 것이 권장되며, 다양한 환경에서도 이식 가능하도록 명확한 반환값과 예외 처리를 포함하는 구조를 설계하는 것이 바람직합니다. main() 함수는 단순한 시작 지점이 아니라, 프로그램의 실행 안정성과 인터페이스를 정의하는 핵심적인 요소로 작동합니다.